JP2015219032A - 車載用の配線異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロホンが接続された電子回路に至る複数の導線について、配線異常を検出することを目的とする。【解決手段】後位機器３２が備える検出部３６と、分圧回路１６に接続された検出線５５は配線異常検出装置を構成する。配線異常検出装置は、マイクロホン１２が接続されたアンプ１４と、アンプ１４に接続された分圧回路１６とを備える車載回路に対して用いられる。この車載回路は、アンプ１４に電力を供給すると共に分圧回路１６に電圧を与える電力供給線５４と、アンプ１４のマイナス電源端子に接続された接地線５０と、アンプ１４に接続されアンプ１４によって増幅された信号を伝送する信号線４８とを備える。検出部３６は、検出線５５に現れる検出電圧Ｖｄに基づいて、電力供給線５４または接地線５０の配線異常を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載用の配線異常検出装置に関し、特に、マイクロホンが接続された電子回路に対する配線異常を検出する装置に関する。

近年、携帯電話機の普及に伴い、自動車用のハンズフリー装置が広く用いられている。一般に、ハンズフリー装置は、乗車中のユーザの音声を検出するマイクロホン、および、通話相手の音声を発するスピーカまたはイヤホンを備える。マイクロホンは、オーバーヘッドコンソールやフロントパネルに配置される。スピーカについては、車室に設けられたオーディオ装置用スピーカが、ハンズフリー装置用のスピーカとして兼用されることが多い。また、車室内でマイクロホンが用いられるシステムとして、音声認識制御システムがある。音声認識制御システムは、マイクロホンで検出された音声に従って、カーナビゲーション装置、オーディオ装置、照明装置、空調装置等のアクセサリ装置の制御を行う。

下記の特許文献１には、携帯電話機に無線接続された車載用センタースピーカが記載されている。この車載用センタースピーカは、携帯電話機用のスピーカおよびマイクロホンを備え、自動車内のダッシュボード上に設置されている。特許文献２には、携帯電話に無線接続されたハンズフリー装置が記載されている。このハンズフリー装置は、ハンズフリー装置本体と操作マイク部とを備えている。操作マイク部は、車室前方の運転席側に配置されており、電気配線を通してハンズフリー装置本体に接続されている。特許文献３には、車両搭載電話装置が記載されている。この車両搭載電話装置は、運転席前方の上部に設置されたマイクおよびスピーカを備えている。特許文献４には、車載用の通信装置に用いられるマイクおよびスピーカの異常を検出する処理が記載されている。

特開２００６−１８６９２５号公報 特開２００２−１１１８３１号公報 特開２００５−３４８１２３号公報 特開２００１−２２３８１９号公報

ハンズフリー装置、音声認識制御システム等に用いられるマイクロホン、スピーカ等の異常を検出する処理としては、特許文献４に記載されているように、音声信号を伝送する信号線の導通状態を検出するものがある。しかし、マイクロホン、スピーカ等は電子回路に接続され、この電子回路に信号線、電力供給線、接地線等の複数の導線が接続されていることが多い。したがって、従来の処理では、いずれの導線に異常があるかを特定することが困難な場合がある。

本発明は、マイクロホンが接続された電子回路に至る複数の導線について、配線異常を検出することを目的とする。

本発明は、車載用の配線異常検出装置において、マイクロホンが接続された電子回路と、前記電子回路に接続された分圧回路と、を備える車載回路に対して用いられ、前記車載回路は、前記電子回路に電力を供給すると共に、前記分圧回路に電圧を与える電力供給線と、 前記電子回路の接地導体に接続された接地線と、を備え、前記配線異常検出装置は、前記分圧回路における分圧電圧出力端に一端が接続された検出線と、前記検出線に現れる検出電圧に基づいて、前記電力供給線または前記接地線の異常を検出する検出部と、を備えることを特徴とする。

望ましくは、前記検出部は、前記電力供給線および前記接地線のいずれにも異常がなく、前記分圧回路によって前記電力供給線の電圧が分圧された電圧に前記検出電圧が等しくないときは、前記検出線に異常があるとの判定をする。

望ましくは、前記車載回路は、前記電子回路と、前記マイクロホンからの音声信号に対する処理を実行する信号処理部との間に接続される信号線を備え、前記検出部は、前記信号処理部が前記音声信号に異常があるとの判定をし、前記電力供給線および前記接地線のいずれにも異常がないときは、前記信号線に異常があるとの判定をする。

本発明によれば、マイクロホンが接続された電子回路に至る複数の導線について、配線異常を検出することができる。

本発明の実施形態に係る車載マイクロホンシステムを示す図である。 検出部が実行する配線異常検出処理のフローチャートである。

図１には、本発明の実施形態に係る車載マイクロホンシステムが示されている。車載マイクロホンシステムは、ユーザによって手動操作が行われることなく音声を検出するシステムであり、アクセサリ装置の音声認識制御システム、携帯電話、車載データ通信モジュール（DCM：Data Communication Module）等に用いられる。

マイクユニット１０は、マイクロホン１２、アンプ１４、分圧回路１６、電源入力端子２４、信号出力端子２６、接地端子２８、および異常検出端子３０を備える。アンプ１４の入力端子には、マイクロホン１２が接続されている。アンプ１４の出力端子は信号出力端子２６に接続されている。アンプ１４のプラス電源端子＋は電源入力端子２４に接続され、マイナス電源端子−は接地端子２８に接続されている。電源入力端子２４と接地端子２８との間には分圧回路１６が接続されている。分圧回路１６は、直列接続された２つの抵抗素子１８および抵抗素子２０を備える。抵抗素子１８および抵抗素子２０の共通接続点には、分圧回路１６の両端に与えられた電圧が抵抗素子１８および抵抗素子２０によって分圧された電圧が現れる。分圧電圧出力端２２としての共通接続点は、異常検出端子３０に接続されている。

後位機器３２は、音声認識制御システム、携帯電話、車載データ通信モジュール等に対するマイクロホン・インターフェース機能を有する。音声認識制御システムは、例えば、カーナビゲーション装置、オーディオ装置、照明装置、空調装置等のアクセサリ装置を制御する。以下では、後位機器３２が音声認識制御システムのマイクロホン・インターフェース装置であるものとして説明を行う。

後位機器３２は、信号処理部３４、検出部３６、電源出力端子３８、信号入力端子４０、信号接地端子４２、機器接地端子４４および検出入力端子４６を備える。信号処理部３４は、信号入力端子４０および信号接地端子４２に接続されている。信号接地端子４２および機器接地端子４４は、車両のボデー等の接地導体に接続されている。検出部３６は検出入力端子４６に接続されている。信号処理部３４、検出部３６、および電源出力端子３８は、電源電圧Ｖｃが与えられた電源線３９に接続されている。

後位機器３２の電源出力端子３８とマイクユニット１０の電源入力端子２４との間は、電力供給線５４によって接続されている。マイクユニット１０の信号出力端子２６と、後位機器３２の信号入力端子４０との間は、信号線４８によって接続されている。マイクユニット１０の接地端子２８と、後位機器３２の信号接地端子４２との間は、接地線５０によって接続されている。信号線４８および接地線５０は筒状のシールド導体５２によって覆われており、シールド導体５２は後位機器３２の機器接地端子４４に接続されている。マイクユニット１０の異常検出端子３０と、後位機器３２の検出入力端子４６との間は、検出線５５によって接続されている。

次に、車載マイクロホンシステムの動作について説明する。アンプ１４のプラス電源端子＋には、後位機器３２の電源出力端子３８、電力供給線５４、マイクユニット１０の電源入力端子２４を介して電源線３９から電源電圧Ｖｃが与えられる。アンプ１４のマイナス電源端子−は、マイクユニット１０の接地端子２８、接地線５０、および後位機器３２の信号接地端子４２を介して接地導体に接続されている。

マイクロホン１２は、ユーザから発せられた音声を検出し、音声信号をアンプ１４に出力する。アンプ１４は音声信号を増幅し、マイクユニット１０の信号出力端子２６と接地端子２８との間に増幅後の音声信号を出力する。信号線４８および接地線５０は、後位機器３２の信号入力端子４０および信号接地端子４２を介して信号処理部３４に音声信号を伝送する。

信号処理部３４は、音声信号を増幅してそのレベルを調整し、音声信号に対する音声認識処理を実行し、アクセサリ装置に対する制御信号Ｃを生成する。そして、制御信号Ｃによってアクセサリ装置を制御する。なお、後位機器３２が、携帯電話のハンズフリー装置である場合、信号処理部３４は音声信号を増幅してそのレベルを調整し、携帯電話の外部マイクロホン端子に音声信号を出力する。信号処理部３４は、その一部のハードウエアが後位機器３２の外部に設けられていてもよい。

信号処理部３４は、音声信号のレベルに応じて、音声信号に異常があるか否かを判定するダイアグ機能を有する。信号処理部３４は、音声信号に異常があるときは、ダイアグ情報として信号異常情報を検出部３６に出力する。

車載マイクロホンシステムにおいては、後位機器３２の検出部３６によって、電力供給線５４、信号線４８、接地線５０、および検出線５５のいずれかの配線異常が検出される。ここで、配線異常には、導線の一端または両端の接触不良、導線の断線等がある。このような配線異常検出処理は、分圧回路１６から出力される検出電圧Ｖｄによって行われる。すなわち、分圧回路１６の分圧電圧出力端２２からは、異常検出端子３０、検出線５５、検出入力端子４６を介して、検出部３６に検出電圧Ｖｄが出力される。

配線異常検出処理は、検出電圧Ｖｄに基づいて電力供給線５４または接地線５０の配線異常を検出する処理を含む。その原理は次の通りである。分圧電圧出力端２２には、検出線５５の一端が異常検出端子３０を介して接続されている。分圧電圧出力端２２には、電力供給線５４と接地線５０との間の電圧が分圧回路１６によって分圧された電圧が現れる。接地線５０に配線異常があり接地端子２８が開放状態となっている場合には、分圧電圧出力端２２、異常検出端子３０および検出線５５を介して検出される検出電圧Ｖｄは電源電圧Ｖｃとなる。そこで、検出部３６は、検出電圧Ｖｄが電源電圧Ｖｃと等しい場合には、接地線５０に配線異常があるとの判定をする。

また、電力供給線５４に配線異常があり電源入力端子２４が開放状態となっている場合には、分圧電圧出力端２２、異常検出端子３０および検出線５５を介して検出される検出電圧Ｖｄは接地電圧、すなわち０となる。そこで、検出部３６は、検出電圧Ｖｄが０である場合には、電力供給線５４に配線異常があるとの判定をする。

配線異常検出処理は、接地線５０および電力供給線５４に配線異常がないという条件の下で、信号線４８の配線異常を検出する処理を含む。すなわち、検出部３６は、検出電圧Ｖｄが電源電圧Ｖｃおよび０のいずれでもなく、信号処理部３４から信号異常情報が出力されているときは、信号線４８に配線異常があるとの判断をする。検出電圧Ｖｄが電源電圧Ｖｃおよび０のいずれでもない場合には、マイクロホン１２およびアンプ１４は正常に動作していることが多く、信号処理部３４に入力される信号に異常があることの原因は、信号線４８の配線異常である可能性が高いためである。

さらに、配線異常検出処理は、接地線５０および電力供給線５４に配線異常がないという条件の下で、検出線５５の配線異常を検出する処理を含む。すなわち、検出部３６は、検出電圧Ｖｄが電源電圧Ｖｃに分圧比ｈを乗じた値ｈ・Ｖｃに等しくないときは、検出線５５に配線異常があるとの判定をする。接地線５０および電力供給線５４に配線異常がない場合には、分圧電圧出力端２２に現れる電圧はｈ・Ｖｃとなる可能性が高く、検出電圧Ｖｄがｈ・Ｖｃでない場合には、信号線４８に配線異常がある可能性が高いためである。ここで、抵抗素子１８の抵抗値がＲａ、抵抗素子２０の抵抗値がＲｂである場合、分圧比ｈは、ｈ＝Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）である。

配線異常が検出された場合、検出部３６は、異常がある導線に関する情報を表示部５６に表示する。

図２には、検出部３６が実行する配線異常検出処理のフローチャートが示されている。検出部３６は、検出電圧Ｖｄが電圧判定値Ｖｓに等しいか否かを判定する（Ｓ１０１）。ここで、電圧判定値Ｖｓは、電源電圧Ｖｃの適正な値として予め記憶されている電圧値である。検出部３６は、検出電圧Ｖｄが電圧判定値Ｖｓに等しいときは、接地線５０に配線異常があることを表示部５６に表示する（Ｓ１０２）。

検出部３６は、検出電圧Ｖｄが電圧判定値Ｖｓに等しくないときは、検出電圧Ｖｄが接地電圧、すなわち０であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。そして、検出電圧Ｖｄが０であるときは、電力供給線５４に配線異常があることを表示部５６に表示する（Ｓ１０４）。

検出部３６は、検出電圧Ｖｄが０でないときは、信号処理部３４から信号異常情報が入力されているか否かを判定する（Ｓ１０５）。そして、信号異常情報が入力されているときは、信号線４８に配線異常があることを表示部５６に表示する（Ｓ１０６）。検出部３６は、信号異常情報が入力されていないときは、ステップＳ１０６の処理を実行せず、ステップＳ１０７に進む。

検出部３６は、検出電圧Ｖｄが、電圧判定値Ｖｓに分圧比ｈを乗じた値ｈ・Ｖｓに等しいか否かを判定する（Ｓ１０７）。そして、検出電圧Ｖｄがｈ・Ｖｓに等しくないときは、検出線５５に配線異常があることを表示部５６に表示する（Ｓ１０８）。一方、検出部３６は、検出電圧Ｖｄがｈ・Ｖｓに等しいときは処理を終了する。

なお、ステップＳ１０１およびＳ１０７の判定で用いられる電圧判定値Ｖｓは、検出部３６が実際に電源電圧Ｖｃを検出して得られた検出値であってもよい。これによって、電圧判定値Ｖｓは電源電圧Ｖｃと等しくなり、電源電圧Ｖｃに変動がある場合であっても配線異常検出処理が可能となる。

また、電圧判定値Ｖｓを固定の値としたまま、電源電圧Ｖｃにつき適正範囲内での変動を許容する場合には、ステップＳ１０１およびステップＳ１０７における検出電圧Ｖｄの判定処理を、その適正範囲に対応させる。この場合、ステップＳ１０１においては、検出電圧ＶｄがＶｓ−Ｌ以上、Ｖｓ＋Ｕ以下であるか否かを判定することとすればよい。ここで、Ｖｓ−Ｌは電源電圧Ｖｃの下限値であり、Ｖｓ＋Ｕは電源電圧Ｖｃの上限値である。同様に、ステップＳ１０７においては、検出電圧Ｖｄが、ｈ・（Ｖｓ−Ｌ）以上、ｈ・（Ｖｓ＋Ｕ）以下であるか否かを判定することとすればよい。

さらに、検出部３６は、配線異常検出処理を実行する前に、電源電圧Ｖｃが適正範囲内にあるか否かを判定する処理を実行してもよい。この場合、検出部３６は、電源電圧Ｖｃが適正範囲内であるときに配線異常検出処理を開始する。一方、電源電圧Ｖｃが適正範囲外であるときは、検出部３６は、後位機器３２に対する電力供給源に異常があることを表示部５６に表示し、配線異常検出処理を行わないものとする。

また、表示部５６の代わりに、あるいは、表示部５６に加えてアラーム発生部を設け、配線異常が検出された場合には、配線異常が検出された導線に応じて異なるアラームを鳴動させてもよい。

このように、後位機器３２が備える検出部３６と、分圧回路１６に接続された検出線５５は配線異常検出装置を構成する。配線異常検出装置は、マイクロホン１２が接続されたアンプ１４と、アンプ１４に接続された分圧回路１６とを備える車載回路に対して用いられる。この車載回路は、アンプ１４に電力を供給すると共に分圧回路１６に電圧を与える電力供給線５４と、アンプ１４のマイナス電源端子（接地導体）に接続された接地線５０と、アンプ１４に接続されアンプ１４によって増幅された信号を伝送する信号線４８とを備える。検出部３６は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理に基づいて、電力供給線５４、信号線４８、および接地線５０のいずれかの配線異常を検出する。また、検出部３６は、ステップＳ１０７およびＳ１０８の処理に基づいて、検出線５５の配線異常を検出する。

車載回路が備えるアンプ１４は、音質調整やその他の信号処理を行う電子回路であってもよい。また、分圧回路１６が備える抵抗素子１８および抵抗素子２０の代わりに、電気抵抗を実現するその他のデバイスが用いられてもよい。

本発明によれば、マイクロホンが接続された電子回路に至る複数の導線について、配線異常を検出することができる。また、各導線を取り外す必要がないため、マイクユニットおよび後位機器を車両に搭載した状態で配線異常を検出することができる。

１０ マイクユニット、１２ マイクロホン、１４ アンプ、１６ 分圧回路、１８，２０ 抵抗素子、２２ 分圧電圧出力端、２４ 電源入力端子、２６ 信号出力端子、２８ 接地端子、３０ 異常検出端子、３２ 後位機器、３４ 信号処理部、３６ 検出部、３８ 電源出力端子、４０ 信号入力端子、４２ 信号接地端子、４４ 機器接地端子、４６ 検出入力端子、４８ 信号線、５０ 接地線、５２ シールド導体、５４ 電力供給線、５５ 検出線、５６ 表示部。

Claims (3)

1. 車載用の配線異常検出装置において、
   マイクロホンが接続された電子回路と、前記電子回路に接続された分圧回路と、を備える車載回路に対して用いられ、
   前記車載回路は、
   前記電子回路に電力を供給すると共に、前記分圧回路に電圧を与える電力供給線と、
   前記電子回路の接地導体に接続された接地線と、を備え、
   前記配線異常検出装置は、
   前記分圧回路における分圧電圧出力端に一端が接続された検出線と、
   前記検出線に現れる検出電圧に基づいて、前記電力供給線または前記接地線の異常を検出する検出部と、
   を備えることを特徴とする配線異常検出装置。
2. 請求項１に記載の配線異常検出装置において、
   前記検出部は、
   前記電力供給線および前記接地線のいずれにも異常がなく、前記分圧回路によって前記電力供給線の電圧が分圧された電圧に前記検出電圧が等しくないときは、前記検出線に異常があるとの判定をすることを特徴とする配線異常検出装置。
3. 請求項１に記載の配線異常検出装置において、
   前記車載回路は、前記電子回路と、前記マイクロホンからの音声信号に対する処理を実行する信号処理部との間に接続される信号線を備え、
   前記検出部は、
   前記信号処理部が前記音声信号に異常があるとの判定をし、前記電力供給線および前記接地線のいずれにも異常がないときは、前記信号線に異常があるとの判定をすることを特徴とする配線異常検出装置。
   

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